برای اینکه بتوان انواع سازه‌های دریایی را طراحی، مدل سازی و اجرا نمود ابتدا باید بررسی‌های ژئوتکنیکی مناسبی انجام پذیرد. این مطالعات بسته به محل احداث پروژه می‌تواند بستر دریا و یا در خط ساحلی باشند. خروجی این مطالعات، بررسی‌ها و آزمایش‌ها می‌تواند نتایج بسیار مفیدی داشته باشد، از جمله اینکه:
- به امکان سنجی مناسب بودن بستر برای پروژه تعریف شده می‌انجامد.
- تشخیص بهترین راه کارهای طراحی واجرا به نحوی که ایمن و اقتصادی باشند.
- تعیین بهترین موقعیت برای سازه در صورت تعدد انتخاب‌های موجود.
ابتدا باید مطالعات لازم از خود سازه‌ای که قصد احداث آن را دارید انجام پذیرد. نوع سازه، کاربری آن، جدول زمانی لازم برای احداث پروژه و روش‌های ساخت بررسی گردد. معمولا در مراحل ابتدایی و مخصوصا در پروژه‌هایی که باید مطالعات ژئوتکنیکی در بستر دریا انجام شود، از روش ژئوفیزیکی استفاده می‌گردد.
تهیه انواع نقشه‌ها هیدروگرافی، توپوگرافی بستر دریا، و نقشه‌های دریانوردی مخصوص عمق آب، جزر و مد، و موج و مواردی دیگر می‌تواند در شناسایی هرچه بهتر محل احداث پروژه و روش اجرای آن موثر باشد.
پس از مرحله مقدماتی بازدید محلی از موقعیت از اهمیت خاصی برخوردار است، بررسی حضوری محل احداث اگر موقعیت آن در ساحل باشد و یا غواصی کردن در محل پروژه و جمع آوری اطلاعات.
این بررسی‌ها جهت تطبیق دادن نقشه‌ها با واقعیت، بررسی رفتار سازه‌های احداث شده در مجاورت محل در صورت وجود، بررسی مصالح قرضه موجود در محل، توجه به شواهد رسوب گذاری فرسایش و دوام سنگ و مواردی دیگر باید مورد بررسی دقیق قرار گیرند.
گمانه زنی در بستر دریا
دستگاه‌های که عملیات حفاری در بستر دریا را انجام می‌دهند، باید:
- واژگون نشوند.
- حد اقل ارتعاشات را به مته حفاری منتقل کنند.
نصب دستگاه‌های حفاری در دریا به دو روش انجام می‌پذیرد:
- استفاده از دستگاه‌های مستغرق که در بستر دریا توسط غواصان نصب می‌گردد.
- بر پا کردن یک سکو که دستگاه‌های حفاری و ابزار جانبی روی آن نصب شوند.
معمولا برای نصب دستگاه‌های حفاری از روش نصب سکو بر روی شناور استفاده می‌شود. محاسبه و طراحی ابعاد شناور و انتخاب نوع آن بستگی به شرایط محیطی دریا دارد، مثل:
- ارتفاع موج.
- سرعت جریان‌ها در برهه‌ای که حفاری در آن انجام می‌گیرد.
یکی از مسائلی که در نظر گرفتن آن از اهمیت بالایی برخوردار است ایجاد بستر مناسب برای پرسنل حفاری که در بر گیرنده سایر نیازهای الزامی آن‌ها باشد. لذا ابعاد شناور طوری طراحی می‌شود که:
- فراهم آوردن بستری تا حد امکان ثابت برای دستگاه حفاری: مشکل اصلی که در استفاده از شناور با آن مواجهیم این است که حرکت نوسانی آب به مته‌ها و نمونه گیرها منتقل می‌شود. این مشکل با در نظر گرفتن دو تدبیر قابل رفع می‌باشد:
- افزایش ابعاد شناور.
- استفاده از تجهیزات مکانیکی برای مستهلک کردن نوسان ها.
- فضای کاری کافی برای عملیات حفاری فراهم آورد.
- تامین کننده فضای مناسب برای انبار کردن تجهیزات حفاری باشد.
- محلی مناسب برای استقرار پرسنل باشد.
روش‌های بهبود بستر:
روش اختلاط در عمق: می‌توان با اختلاط رسوبات نرم بستر دریا با دوغاب سیمان، بستر مناسب تری برای احداث پروژه فراهم آورد. برای اجرای این روش از لوله‌های مخصوصی که در نوک آن‌ها تیغه‌های همزنی تعبیه شده استفاده می‌شود. این لوله به عمق رسوبات نرم فرستاده می‌شود و عملیات اختلاط دوغاب سیمان با رسوبات دیگر را انجام می‌دهد.
تسلیح بستر با ژئوسنتتیک: مقاومت برشی و کششی ژئوسنتتیک‌ها بسیار بیشتر از خاک است و لذا استفاده از آن‌ها ظرفیت باربری را افزایش می‌دهد. معمولا اجرای این کار در بستر دریا به این صورت است که لایه‌های ژئوسنتتیک روی بستر دریا به صورت افقی نصب می‌شود و سپس خاکریزی بر روی آن ایجاد می‌شود. وجود این لایه‌ها در بستر موجب افزایش بابری می‌شود. این لایه‌ها می‌توانند در بهبود ساخت دیوارهای ساحلی، بسترهای ساحلی و اسکله‌ها نیز نقش مهمی داشته باشند.
استفاده از ستون‌های ماسه‌ای در بستر رسی: می‌توان بعد از حفاری با دستگاه حفر گمانه و لوله گذاری، لوله‌ها را با ماسه پر نمود، و باربری بستر را افزایش داد.
تزریق بتن: در این روش بتن توسط لوله‌هایی به عمق بستر فرستاده و سپس تزریق می‌گردد. از این روش معمولا برای افزایش باربری موضعی استفاده می‌شود.
جایگزین کردن خاک بستر: اگر خاک بستر برای اجرای پروژه نا کارآمد باشد، می‌توان آن را برداشت و با خاک مناسب جایگزین کرد. اجرای این کار در پروژه‌هایی که بر روی ساحل اجرا می‌شوند آسان است، اما در بستر دریا به سادگی عملی نیست. معمولا برای برداشت خاک زیر دریا از تجهیزات لایروبی بهره گرفته می‌شود، و مصالح جایگزین معمولا شن و ماسه می‌باشند. باید محاسبات کاملا با دقت انجام شود و از باربری مناسب بستر جدید اطمینان حاصل کرد. باید توجه داشت که خاک‌های چسبنده استخراج شده از بستر دریا نیز به علت مسائل زیست محیطی باید در اماکن مجاز انباشته شوند.
روش تحکیم مکانیکی: این روش در خشکی و دریا انجام می‌شود و به این صورت است که وزنه‌های سنگینی از ارتفاع رها شده تا هنگام برخورد به بستر موجب افزایش استحکام آن شوند. اما واضح است آب دریا قسمتی از انرژی وزنه را جذب می‌کند و لذا این روش در آب دریا کارایی کمتری دارد.
